CN104095669A - 一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳 - Google Patents

Abstract

一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，包括钳体，还包括压电陶瓷力传感器、传感器固定座、检测电路板、电源和显示面板；该钳体包括钳头、一钳头座、一钳筒、一钳筒固定座、一前拉杆、一后拉杆、一拉杆连接套、一限位卡、一第一手柄和一第二手柄。该压电陶瓷力传感器的输出线与检测电路板输入端相连用于将压电信号传送至检测电路板；该检测电路板输出端与显示面板相连。本发明通过压电陶瓷力传感器受力产生压电信号，经处理实现对被夹组织夹持力的实时测量和显示，且当夹持力超过预设阈值时报警，保证被夹组织不会因为夹持力过大而造成损伤。

Description

一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是一种具有压电式实时测力、显示和组织夹伤报警功能的外科手术夹钳。

背景技术

在外科手术中通常需要使用各种夹钳对手术区周围组织进行夹持和拉开，以便有较好的视场和足够的操作空间使得手术顺利进行，然而，在使用夹钳夹持组织过程中，由于夹持力过大或夹持时间过长而使得被夹组织产生一定程度的损伤。“微创”一直是外科医生所追求的目标，微创手术不仅要求减小手术本身的创伤，也需要减小在夹持等手术辅助过程中所引起的组织损伤。

现有外科手术夹钳并没有实时测力功能，不能起到组织夹伤报警功能，对组织施加的夹持力完全凭医生的经验，难免会对夹持组织造成损伤。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出能实时测力的一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳。

本发明采用如下技术方案：

一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，包括钳体，其特征在于：还包括压电陶瓷力传感器、传感器固定座、检测电路板、电源和显示面板；该钳体包括钳头、一钳头座、一钳筒、一钳筒固定座、一前拉杆、一后拉杆、一拉杆连接套、一限位卡、一第一手柄和一第二手柄，该钳筒两端分别与钳头座和钳筒固定座固定连接，该钳头位于钳头座内，该传感器固定座位于钳筒固定座内，该前拉杆穿设于钳筒内且其一端与钳头连接，另一端与传感器固定座一端相连；该后拉杆一端与拉杆连接套一端固定连接，另一端与第二手柄的顶端连接，该第一手柄与第二手柄铰接，该拉杆连接套另一端与传感器固定座另一端固定套接；该限位卡竖直穿设于传感器固定座内且其两端与钳筒固定座保持固定，传感器固定座设有供限位卡滑动的滑槽，限位卡的相对传感器固定座一侧固定有轻弹簧；该压电陶瓷力传感器一端固定于传感器固定座内，另一端与限位卡上的轻弹簧接触，该压电陶瓷力传感器的输出线与检测电路板输入端相连用于将压电信号传送至检测电路板；该检测电路板输出端与显示面板相连用于处理压电信号得到实时夹持力并显示，及当夹持力超过预设阈值时报警；该电源与检测电路板相连用于提供电源。

优选的，所述检测电路板包括放大电路、滤波电路、单片机和蜂鸣器，该放大电路输入端与压电陶瓷力传感器的输出线相连，输出端与滤波电路输入端相连，用于放大压电信号；该滤波电路输出端连接至单片机的信号输入端，用于进行滤波处理；该单片机的输出端连接至蜂鸣器和显示面板，用于将处理后的压电信号转换成夹持力并通过显示面板显示，且当夹持力超过预设阈值时启动蜂鸣器报警。

优选的，所述钳体还包括有内套筒、弹簧和外套筒；该内套筒固定于钳筒固定座内且位于靠近钳筒一端，该外套筒固定于套筒固定座外侧，所述检测电路板、第一手柄和第二手柄顶端均位于外套筒内，该弹簧张顶于内套筒与第一手柄顶端之间。

优选的，所述内套筒包括一固定部和一导向部，该固定部为中空固定部且与所述限位卡和钳筒固定座固定连接；所述传感器固定座和拉杆连接套均位于该固定部内，该导向部一端穿设并限位于第一手柄顶端内；所述弹簧套设于该导向部外周。

优选的，所述钳头包括两铰接夹片和两铰接的连接板，该两夹片与两连接板一端分别对应连接，该两连接板另一端与前拉杆铰接。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的手术夹钳在钳体上设置有压电陶瓷力传感器、检测电路板、电源和显示面板，通过压电陶瓷力传感器受到的形变产生的压电信号，经放大、滤波、转换、比较等处理实现夹持力的实时测量和显示，且当超过预设阀值时报警，使得在精密的微创手术中，可实时获得被夹组织所受到夹持力，保证其不会因为夹持力过大而造成损伤；

2、本发明将压电陶瓷力传感器位于前拉杆和后拉杆之间，能检测夹钳头的夹持力的大小，将检测电路板安装于外套筒上，将电源放置于第二手柄内，布线方便，不增加整体体积、不影响钳体的各个部件的正常工作，结构合理。

附图说明

图1为本发明的剖面结构图；

图2为传感器固定座的结构示意图；

图3为限位卡的结构示意图；

图4为内套筒的结构示意图：

1-钳头，2-钳头座，3-连接板，4-前拉杆，5-钳筒，6-钳筒固定座，7-传感器固定座，7a-滑槽，8-压电陶瓷力传感器，9-平头沉螺钉，10-限位卡，11-轻弹簧，12-拉杆连接套，13-内套筒，13a-固定部，13b-导向部，14-弹簧，15-圆柱螺钉，16-第一手柄，17-外套筒，18-检测电路板，19-后拉杆，20-输出线，21-显示面板，22-限位螺母，23-第二手柄，24-电源。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图4，一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，包括钳体、压电陶瓷力传感器8、传感器固定座、检测电路板18、电源24和显示面板21。该钳体包括钳头1、一钳头座2、一钳筒5、一钳筒固定座6、一前拉杆4、一后拉杆19、一拉杆连接套12、一第一手柄16和一第二手柄23。该钳头1位于钳头座2内，包括两铰接夹片和两铰接的连接板3，该两夹片与两连接板3一端分别对应铰接连接。该钳筒5两端分别与钳头座2和钳筒固定座6固定连接，该传感器固定座7位于钳筒固定座6内。

该前拉杆4穿设于钳筒5内且其一端与钳头1的两连接板3另一端铰接，另一端与传感器固定座7一端相连。该后拉杆19一端与拉杆连接套12一端连接，另一端与第二手柄23的顶端连接，该第一手柄16与第二手柄23铰接。拉杆连接套12另一端与传感器固定座7另一端固定套接，该限位卡10竖直穿设于传感器固定座7内且其两端通过平头沉螺钉9与钳筒固定座6保持固定，传感器固定座7设有供该限位卡10滑动的滑槽7a，限位卡10的相对传感器固定座7一侧还固定有轻弹簧11。该压电陶瓷力传感器8一端固定于传感器固定座7内，另一端与限位卡10上的轻弹簧11接触，该压电陶瓷力传感器8的输出线20与检测电路板18输入端相连用于将压电信号传送至检测电路板18。该检测电路板18输出端与显示面板21相连用于处理压电信号得到实时夹持力并显示，及当夹持力超过预设阈值时报警。该电源24与检测电路板18相连用于提供电源24。

钳体还包括有内套筒13、弹簧14和外套筒17。内套筒13位于钳筒固定座6内，其包括一固定部13a和一导向部13b，该固定部13a为中空固定部且与限位卡10和钳筒固定座6固定连接，内套筒13的导向部13b一端穿设于第一手柄16顶端内且固定一限位螺母22实现限位。该外套筒17固定于套筒固定座外侧，检测电路板18、第一手柄16和第二手柄23顶端均位于外套筒17内，第一手柄16与外套筒17通过圆柱螺钉15实现固定连接。弹簧14套设于该导向部13b外周，且张顶于内套筒13的固定部13a与第一手柄16顶端之间。传感器固定座7和拉杆连接套12均位于该固定部13a内。

检测电路板18包括放大电路、滤波电路、单片机和蜂鸣器，该放大电路输入端与压电陶瓷力传感器8的输出线20相连，输出端与滤波电路输入端相连，用于放大压电信号；该滤波电路输出端连接至单片机的信号输入端，用于进行滤波处理；该单片机的输出端连接至蜂鸣器和显示面板21，用于将处理后的压电信号转换成夹持力并通过显示面板21显示，且当夹持力超过预设阈值时启动蜂鸣器报警。

本发明在使用时，手压第一手柄16和第二手柄23，第二手柄23向右拉动后拉杆19同时第一手柄16向左挤压弹簧14；后拉杆19拉动时，同步带动拉杆连接套12、传感器固定座7及前拉杆4也向右移动，使得钳头1的两夹片夹紧，由于限位卡10固定不动，使得轻弹簧11被压缩并对压电陶瓷力传感器8产生压力，压电陶瓷力传感器8受压产生压电信号，压电信号经输出线20传送至检测电路板18，经放大、滤波处理后送至单片机计算夹持力的大小后，经显示面板21显示输出，同时，通过单片机将夹持力与预设阀值进行比较，若超过预设阀值，启动蜂鸣报警以提醒操作者。

手松开第一手柄16和第二手柄23后，在弹簧14的作用下，第一手柄16和第二手柄23均回位，后拉杆19向左移动，同时拉杆连接套12、传感器固定座7和前拉杆4也向左移动，轻弹簧11回位，压电陶瓷力传感器8不受压，钳头1的两夹片打开。

以下以夹持肝脏为例进一步说明：

通过夹伤实验测得肝脏的夹持力施加范围为2-5N，夹持持续时间不能超过25min。也就是说，当夹持力大于等于5N时夹钳会直接引起肝脏的不可逆的损伤；当夹持力大于等于2N，小于5N时，夹钳持续25min以上才会引起肝脏不可逆损伤；当夹持力小于2N，不会对肝脏产生不可逆的损伤。在做肝脏手术需要对肝脏进行夹持，为了防止肝脏被夹伤。通过显示面板21上的设置按钮，设置夹持力最小阀值为2N，夹持力最大阀值为5N，夹持时间阀值为25min。用该夹钳去夹持肝脏，肝脏受到钳头1对它施加的夹持力，压电陶瓷力传感器8将夹持力的压电信号传输给检测电路板18，检测电路板18对压电陶瓷力传感器8的信号进行放大、滤波，转换后实时显示肝脏所受夹持力的瞬时值。同时检测电路板18还会将把夹持力的瞬时值与夹持力最大阀值和夹持力最小阀值进行比较。假设夹持力的瞬时值为5.1N，大于等于5N，检测电路板18上的单片机会直接给报警电路一个触发信号，触发报警电路，蜂鸣器发出报警声。如果为2.1N，其大于夹持力最小阀值2N，小于夹持力最大阀值5N，计时器开始计时，如果持续长达25min，蜂鸣器开始报警；持续时间小于25min为24min，突然变为2N，则蜂鸣器不会被触发，同时计时清零。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，包括钳体，其特征在于：还包括压电陶瓷力传感器、传感器固定座、检测电路板、电源和显示面板；该钳体包括钳头、一钳头座、一钳筒、一钳筒固定座、一前拉杆、一后拉杆、一拉杆连接套、一限位卡、一第一手柄和一第二手柄，该钳筒两端分别与钳头座和钳筒固定座固定连接，该钳头位于钳头座内，该传感器固定座位于钳筒固定座内，该前拉杆穿设于钳筒内且其一端与钳头连接，另一端与传感器固定座一端相连；该后拉杆一端与拉杆连接套一端固定连接，另一端与第二手柄的顶端连接，该第一手柄与第二手柄铰接，该拉杆连接套另一端与传感器固定座另一端固定套接；该限位卡竖直穿设于传感器固定座内且其两端与钳筒固定座保持固定，传感器固定座设有供限位卡滑动的滑槽，限位卡的相对传感器固定座一侧固定有轻弹簧；该压电陶瓷力传感器一端固定于传感器固定座内，另一端与限位卡上的轻弹簧接触，该压电陶瓷力传感器的输出线与检测电路板输入端相连用于将压电信号传送至检测电路板；该检测电路板输出端与显示面板相连用于处理压电信号得到实时夹持力并显示，及当夹持力超过预设阈值时报警；该电源与检测电路板相连用于提供电源。

2.如权利要求1所述的一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，其特征在于：所述检测电路板包括放大电路、滤波电路、单片机和蜂鸣器，该放大电路输入端与压电陶瓷力传感器的输出线相连，输出端与滤波电路输入端相连，用于放大压电信号；该滤波电路输出端连接至单片机的信号输入端，用于进行滤波处理；该单片机的输出端连接至蜂鸣器和显示面板，用于将处理后的压电信号转换成夹持力并通过显示面板显示，且当夹持力超过预设阈值时启动蜂鸣器报警。

3.如权利要求1所述的一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，其特征在于：所述钳体还包括有内套筒、弹簧和外套筒；该内套筒固定于钳筒固定座内且位于靠近钳筒一端，该外套筒固定于套筒固定座外侧，所述检测电路板、第一手柄和第二手柄顶端均位于外套筒内，该弹簧张顶于内套筒与第一手柄顶端之间。

4.如权利要求3所述的一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，其特征在于：所述内套筒包括一固定部和一导向部，该固定部为中空固定部且与所述限位卡和钳筒固定座固定连接；所述传感器固定座和拉杆连接套均位于该固定部内，该导向部一端穿设并限位于第一手柄顶端内；所述弹簧套设于该导向部外周。

5.如权利要求1所述的一种压电式测力和组织夹伤报警的外科手术夹钳，其特征在于：所述钳头包括两铰接夹片和两铰接的连接板，该两夹片与两连接板一端分别对应连接，该两连接板另一端与前拉杆铰接。